Главная страница
Навигация по странице:

  • -Е±

  • Процессы и аппараты нефтегазо- переработки. процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии куиии д., Левеншпиль о


    Скачать 2.36 Mb.
    Названиепроцессы и аппараты химической и нефтехимической технологии куиии д., Левеншпиль о
    АнкорПроцессы и аппараты нефтегазо- переработки.docx
    Дата05.05.2018
    Размер2.36 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаПроцессы и аппараты нефтегазо- переработки.docx
    ТипДокументы
    #18896
    страница35 из 60
    1   ...   31   32   33   34   35   36   37   38   ...   60


    lga=il^(7,03-l,l5lgn + _^) (XIII,32)

  • где Трабочая температура, К; я — давление в системе, мм рт. ст.

    1. ИСПАРЕНИЕ И КОНДЕНСАЦИЯ БИНАРНЫХ И МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ

    1. Процесс частичного испарения (конденсации) исходной смеси, проводимый с целью получения одного из продуктов, обогащенного НКК (ВКК), называется перегонкой (конденсацией).Различают постепенное, однократное и многократное испарение (конденсацию) смесей.

    2. Образующийся при перегонке отгон, продукт, обогащенный НКК, в дальнейшем подвергают конденсации. Процесс постепенного испарения (конденсации) осуществляют так, что образовавшаяся в процессе испарения (конденсации) паровая (жидкая) фаза непрерывно удаляется из системы в момент ее образования. При этом принимают, что сосуществующие в системе фазы находятся в состоянии равновесия.

    3. Процессы однократного испарения (ОН) или однократной конденсации (ОК) осуществляют таким образом, чтобы образовавшиеся в системе паровая и жидкая фазы оставались в ней до наступления состояния равновесия, после чего их разделяют.

    4. Многократный процесс испарения или конденсации состоит в повторении несколько раз процессов ОН или ОК с целью более полного разделения исходной смеси.

    5. Схемы рассмотренных процессов даны на рис. XIII-9.

    6. В промышленности процессы испарения и конденсации проводят при изобарных или близких к ним условиях.




      1. Рис. XIII-9. Основные виды процессов испарения и конденсации:

      1. — процессы испарения; а — постепенное; 6 — однократное (ОИ); в — многократное;

      2. — процессы конденсации; г постепенная; д — однократная (ОК); е — многократная; I, Vиспаритель; 2, 2'конденсатор; 3 приемник; 4, 4*испаритель; 5, 5* — разделительный сосуд (сепаратор).



    7. Постепенное испарение (конденсация). При постепенном испарении (конденсации) образуются бесконечно малые порции пара (жидкости), поскольку бесконечно мало изменение температуры системы. Обозначим число молей исходной загрузки g'

    8. ё = £ В[

    9. При бесконечно малом изменении температуры исходная загрузка изменится на величину dg'

    10. dg' = £ dg]



    11. При этом соответствующие порции компонентов dg'i перейдут из жидкой фазы в паровую. Согласно определению, концентрации любого компонента смеси составят: в паровой фазе

    12. , _ dg'i _ dg'i J Ц dg] dg'

    13. в жидкой фазе

    14. Между тем образовавшаяся паровая фаза находится в равновесии с жидкой фазой, т. е.

    15. Vi = V


    16. dgj


      dg'


      = K
      t


      II


      g'

      Отсюда следует, что

    17. или

    18. dg g

    19. Полученное дифференциальное уравнение имеет следующее решение:

    20. in=/<г in-V (хш,зз)

    21. где F'i и F' — начальное количество данного компонента и исходной загрузки.

    22. Аналогичное уравнение можно составить и для /г-го компонента смеси


    23. g
      In -Е±- = Кк |п Г, F г


    24. поскольку
      KJKk тучесги


      a
      it k — коэффициент


      относительной ле-



      In



      8t_


      F‘t


      at,k
      ln


      El

      К



      (XIII,34)

      гк

    25. Если обозначить долю отгона в дистиллят е* = (F'g')IF', то

    26. е\ = О
  • e')xi

  • g> =F'(l-e’) и

  • Ft = Fxi,F

  • где xit fконцентрация компонента в исходной смеси.

  • Тогда уравнение (XII 1,34) можно представить в следующем виде:


  • (XIII, 35)


    Jfl
    (1-е')*; (1-е') Ч

  • ; = al, к In ;

  • Xi,F Xk, F

  • Уравнения (XIII,34) и (XIII,35) позволяют рассчитывать процесс постепенного испарения (конденсации) с учетом того, что при конденсации

  • 1 -е’=r' (XIII ,30)

  • где г' — доля конденсации исходных паров.

  • Начальный состав жидкости x'i,f определяется из условия равновесия с исходным паром. Для бинарной смеси уравнение (XIII,35) запишется в виде

  • (1 — е')х’ . (1 — с') (1 — х') (Yn,

  • In-5 т-t-= aln — — (XIII,3/)

  • Хр 1 Хр

  • Составы компонентов смеси х\ должны удовлетворять уравнению изотермы жидкой фазы

  • п = Ц pi*t


  • или

  • = 1 (XI 11,38)

  • (<)

  • Обычно предварительно задаются температурой конца процесса, затем по уравнению (XIII,37) определяют составы х’ и проверяют их соответствие уравнению (XIII,38).

  • Однократное испарение (конденсация) бинарных смесей. Схема процесса ОИ показана на рис. XII1-9. Материальный баланс процесса может быть представлен уравнениями: общий

  • F=D+W (XIII,39)

  • и для низкокипящего компонента

  • FxF=Dy + Wx (XIII,40)

  • где F — масса сырья; D — масса отгона; U? — масса остатка; х, у — концентрация низкокипящего компонента в жидкости и паре.

  • При совместном решении приведенных уравнений получим _D = xFx^e (XIII,41)

  • Ь у —х

  • Отношение DIF = е массы образовавшихся паров к массе исходной смеси называется долей отгона.

  • Аналогичное соотношение можно записать и для мольных единиц. Уравнение (XIII,40) в мольных единицах с использованием доли отгона можно записать в следующем виде:

  • х'р = е у -(- (1 — е ) х (XIII,42)

  • Поскольку образовавшийся пар и жидкий остаток находятся в равновесии, то у' = Ках'■ С учетом этого соотношения уравнение (X 111,42) можно представить следующим образом:


  • (XIII,43)


    (XIII,44)

    ХрX Хрх

  • 6 У’ —X' _ а\)Х'

  • Заменив х' согласно уравнению (XIII,25), получим

  • , _ XF (Ка *») (1 Хш)

  • (Ka-VV-Kw)

  • Из уравнения (XIII,44) при известной концентрации НКК в исходной смеси и заданных температуре и давлении можно однозначно определить мольную долю отгона. Массовая е и мольная е' доли отгона связаны следующим соотношением. Число молей образовавшихся паров равно FelMy, где Му — молекулярная масса паров. Это же число молей будет равно Fe'IMcu, где Мси — молекулярная масса исходной смеси. Отсюда получаем соотношение

  • е.Мсм=е'Му (XIII,45)

  • Так как Мсы > Ми, то е < е'.

  • Процесс ОИ связан с подводом тепла QB и характеризуется следующим уравнением теплового баланса:

  • n?F + QB=Dit + m? (XIII,46)

  • Из материального баланса

  • W =FD

  • тогда уравнение (XIII,46) можно записать так


  • (XIII,47)


    (XIII,48)

    D(i4-ir)=F[(i^ + QB/F)-iT]

  • обозначив

  • *?f + Qb/p = *

  • получим

  • D 9-*Г


  • На энтальпийной диаграмме уравнение (XIII,49) представляет собой прямую, проходящую через три точки: (
    xF, 0), (х, tf)

    и (у, i"). Процесс ОИ бинарной смеси можно проанализировать, используя изобарные температурные кривые и энтальпийную диаграмму (рис. XIII-10).

  • Точка F отвечает исходной смеси состава хР при температуре tP. Нагревание жидкости от температуры tF до ^ на обеих диаграммах соответствует перемещению по вертикали от точки F до W1 (соответственно г^), так как состав смеси не изменяется. В точке И?! (или wx) температура смеси tl соответствует температуре ее кипения. Образующийся при этом пар ук находится в рав

  • У2

  • новесии с исходной жидкостью!

  • При ОИ сырью сообщается тепло QB и его температура достигнет величины t (точки С и с). Положение точки с определяется ординатой 0 и абсциссой хР.

  • В точке С (или с) система становится двухфазной, составы и энтальпия жидкости и пара, образовавшихся в процессе ОИ, определяются точками W (или w) и D (или d).

  • Уравнение (XIII,49) соответствует прямой wd. Из сопо-

  • Рис. XIII-10. Представление процесса ОИ (ОК) бинарной смеси на изобарных температурных кривых и энтальпийной диаграмме.

  • ставления этого уравнения с отрезками прямых на рис. ХШ-10 следует, что


  • wc we

    е
    WD wd

    Величина 0 определяет количество тепла, внесенного в процесс на единицу массы сырья. Из уравнений (XIII,41) и (XI11,48) получим



    е



    Хрх
    1   ...   31   32   33   34   35   36   37   38   ...   60


  • написать администратору сайта